JPH0967669A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパッタリング法により膜形成を行う場合
に、基板以外の部分に付着したスパッタ材料の脱落によ
る異常放電を抑え、安定した膜形成を行うことを可能と
する。 【解決手段】 真空チャンバ１と、基体Ｘの走行系と、
前記基体Ｘと対応する幅を有するターゲット１０ａとを
備え、先端からアルゴンガスを吹き出す一対のガス導入
管１２が前記ターゲット１０ａの幅方向両端位置に前記
先端が相対向するように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば非磁性支持
体上に設けられた磁性層上に保護膜を成膜する際に用い
て好適なスパッタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に酸化物磁性粉末或いは合金磁性粉末等の磁
性粉末材料と有機バインダーを主体とする磁性層が形成
されてなる、いわゆる塗布型の磁気記録媒体が広く使用
されているが、高密度磁気記録への要求の高まりととも
に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｏ等の金
属磁性材料を、メッキ法や真空薄膜形成手段（真空蒸着
法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等）に
よってポリエステルフィルムやポリアミド、ポリイミド
フィルム等の非磁性支持体上に直接被着した、いわゆる
金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され注目を集めて
いる。

【０００３】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、抗
磁力や角形比等に優れ、磁性層の厚みを極めて薄くでき
る為、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さく短波
長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層中に
非磁性材であるバインダーを混入する必要がないため磁
性材料の充填密度を高めることができる等、数々の利点
を有している。即ち、この金属磁性薄膜型の磁気記録媒
体は、磁気特性的な優位さ故に高密度磁気記録の主流に
なると考えられる。

【０００４】この種の磁気記録媒体において、例えばハ
イバンド８ミリビデオテープ（いわゆるＨｉ８用ビデオ
テープ）等に代表される金属磁性薄膜型の磁気記録媒体
では、磁性層上に防錆剤や潤滑剤を塗布し、低摩擦性を
確保することにより、実用上問題のない耐久性が得られ
ている。

【０００５】これに対して、デジタルビデオテープレコ
ーダ（ＶＴＲ）や業務用ＶＴＲ、データストリーマー等
の磁気記録媒体では、高記録密度化とともにデータの転
送レートも高速となるため、ヘッドと媒体の相対スピー
ドはアナログ記録の場合の２倍以上が必要となる。

【０００６】このように、ヘッドが高速回転するような
ＶＴＲでは、媒体が受けるダメージも大きくなるため、
上述のように防錆剤や潤滑剤を形成するのみでは十分な
耐久性を確保することができず、媒体自身の耐久性を更
に向上させることが要求される。

【０００７】このため、これら磁気記録媒体において
は、苛酷な仕様条件下においても良好な耐久性を得るこ
とができるようにするために、例えば上記磁性層の表面
にＳｉＯ₂ 膜やカーボン膜、ＳｉＮ_x 膜等からなる保護
膜を形成する技術が検討されており、特にスチルモード
での耐久性を向上させるには非常に大きな効果が得られ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる保護膜の成膜方
法としては、例えばスパッタリング法等が使用されてい
る。このスパッタリング法とは、先ず電場や磁場を利用
してＡｒガス等の不活性ガスの電離（プラズマ化）を行
う。そして、電離されたＡｒイオンを加速することによ
ってその運動エネルギーによりターゲット原子をはじき
出す。続いて、そのはじき出された原子が上記ターゲッ
トと対向配設される基板上に堆積し、目的とする膜を形
成する物理的プロセスである。

【０００９】ところが、このプロセスにより上記保護膜
を形成するに際し、ターゲットとしてＳｉＯ₂ やカーボ
ン、ＳｉＮ_x 、ＳｉＣ等の耐摩耗性材料を用いる場合、
被処理体である基板以外の部分に付着したスパッタ材料
が脱落し、異常放電（アーク放電）の原因となることが
ある。

【００１０】特に、Ａｒガスを導入するためにターゲッ
トの近傍に設置されたガス導入管に付着したスパッタ材
料が脱落する場合が多く、これによるアーク放電が頻繁
に起こっている。

【００１１】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
て提案されたものであって、スパッタリング法により膜
形成を行う場合に、基板以外の部分に付着したスパッタ
材料の脱落による異常放電を抑え、安定した膜形成を行
うことを可能とするスパッタリング装置を提供する事を
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、スパッタリング法
により成膜する際に、Ａｒガスをガス導入管よりターゲ
ットの両サイドから導入することにより、上記導入管に
付着したスパッタ材料の脱落による異常放電を少なくす
ることができることを見いだし、本発明を完成するに至
ったものである。

【００１３】即ち、本発明のスパッタリング装置は、真
空チャンバと、基体の走行系と、前記基体と対応する幅
を有するターゲットとを備え、先端からアルゴンガスを
吹き出す一対のガス導入管が前記ターゲットの幅方向両
端位置に前記先端が相対向するように配置されているこ
とを特徴とするものである。

【００１４】本発明のスパッタリング装置は、磁気記録
媒体における非磁性支持体上に設けられた磁性層上に耐
摩耗性材料を形成する際に用いて好適とされるが、この
場合上記磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に真空
薄膜形成技術により金属磁性薄膜が磁性層として形成さ
れる、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が挙げら
れる。

【００１５】上記金属磁性薄膜型の磁気記録媒体におい
て、上記非磁性支持体や金属磁性薄膜を構成する金属磁
性材料等は従来よりこの種の磁気記録媒体において使用
されているものがいずれも使用可能であり、特に限定さ
れるものではない。

【００１６】具体的に例示するならば、金属磁性材料と
してはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ，
Ｃｏ−Ｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃ
ｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａ
ｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等
の強磁性合金等が挙げられる。

【００１７】これらの単層膜であっても良いし、多層膜
であっても良い。

【００１８】また、上記非磁性支持体と上記金属磁性薄
膜間、或いは多層膜の場合には、各層間の付着力の向
上、並びに抗磁力の制御等のために、下地層、又は中間
層を設けても良い。更に、例えば磁性層表面近傍が耐食
性の改善等のために酸化物となっていても良い。

【００１９】この金属磁性薄膜を形成する手段として
は、真空下で上述の金属磁性材料を加熱蒸発させ上記非
磁性支持体上に被着せしめる真空蒸着法や、上記金属磁
性材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法、
アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こし
生じたアルゴンイオンでターゲット表面の原子をたたき
出すスパッタ法等、いわゆるＰＶＤ技術がいずれも使用
可能である。

【００２０】勿論、本発明が適用される磁気記録媒体の
構成としては、これに限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲での変更、例えば必要に応じて
バックコート層を形成したり、上記非磁性支持体上に下
塗り層を形成したり、潤滑剤層等の各種層を形成するこ
とはなんら差し支えない。この場合、上記バックコート
層に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤、或いは上記潤滑
剤層に含まれる材料等としては、従来公知のものがいず
れも使用可能である。

【００２１】以上のように、スパッタリング法により膜
形成を行う際に、先端からアルゴンガスを吹き出すガス
導入管が、ターゲットの幅方向両端位置に上記先端が相
対向するように配し、該ガス導入管を介してアルゴンガ
スを上記ターゲット上に導入するようにすることによ
り、スパッタ材料が上記ガス導入管に付着するのが抑え
られる。従って、該ガス導入管に付着したスパッタ材料
の脱離による異常放電が減少する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施の形
態により説明するが、本発明がこの実施の形態に限定さ
れるものでないことは言うまでもない。

【００２３】先ず、本実施の形態の磁気テープを作製す
る際に、保護膜の形成工程において使用したスパッタリ
ング装置の構成について説明する。

【００２４】このスパッタリング装置は、図１に示すよ
うに、頭部及び底部にそれぞれ取り付けられた排気系
２，３により内部が所定の真空度に保たれた真空槽１内
において、被処理体であるテープ状の磁気記録媒体Ｘ
が、図１中の時計回り方向に定速回転する供給ロール５
から時計回り方向に定速回転する巻取ロール６に向かっ
て順次走行するようになされている。

【００２５】これら供給ロール５側から巻取ロール６側
に亘って上記磁気記録媒体Ｘが走行する中途部には、該
磁気記録媒体Ｘを図１中下方に引き出すように設けられ
るとともに、上記各ロール５，６の径よりも大径となさ
れたクーリングキャン４が図１中時計回り方向に定速回
転するように設けられている。

【００２６】なお、上記供給ロール５、巻取ロール６及
びクーリングキャン４は、それぞれ上記磁気記録媒体Ｘ
の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものである。

【００２７】従って、このスパッタリング装置において
は、上記磁気記録媒体Ｘが、上記供給ロール５から順次
送り出され、上記クーリングキャン４の外周面に沿って
通過し、更に上記巻取ロール６に巻き取られていくよう
になされている。

【００２８】一方、上記真空槽１内には、上記クーリン
グキャン４の下方に複数（ここでは３個）のカソード９
ａ，９ｂ，９ｃがそれぞれ所定の間隔を空けて上記クー
リングキャン４の周面に対向して配設される。

【００２９】上記カソード９ａ，９ｂ，９ｃ上には、各
々角型のターゲット１０ａ，１０ｂ，１０ｃが載置され
る。該ターゲット１０ａ，１０ｂ，１０ｃとしては、例
えばＳｉＯ₂ やカーボン、ＳｉＮ_x 、ＳｉＣ等の耐摩耗
性材料が挙げられるが、これらに限定されるものではな
く、従来より公知材料がいずれも使用可能である。

【００３０】これらターゲット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
の近傍には、図２に示すように（但し、図２中では上記
ターゲット１０ａ近傍の部材の構成についてのみ示し、
上記ターゲット１０ｂ，１０ｃにおいては同様の構成と
されるので図示及び説明を省略した。）、Ａｒガスを導
入するガス導入管１２が配設される。

【００３１】従って、このスパッタリング装置において
は、上記カソード９ａ，９ｂ，９ｃに所定の電力が投入
され上記ガス導入管１２の先端より吹き出されたＡｒガ
スが電離（プラズマ化）される。そして、電離されたＡ
ｒイオンが加速されその運動エネルギーにより上記ター
ゲット１０ａから原子がはじき出され、続いて該はじき
出された原子が上記ターゲット１０ａと対向する上記磁
気記録媒体Ｘ上に堆積することによって膜形成が行われ
る。

【００３２】ここで、上記ガス導入管１２は、上記ター
ゲット１０ａの幅方向両端位置ｅ₁，ｅ₂ に先端が相対
向するように配され、該ガス導入管１２から吹き出され
るＡｒガスが上記ターゲット１０ａの外側から内側に向
かって供給されるようになされている。このように、上
記ガス導入管１２が上記ターゲット１０ａ上から外れた
位置に配置されることにより、上記ターゲット１０ａか
らはじき出された原子が該ガス導入管１２の側面に付着
するのが抑えられ、該ガス導入管１２に付着したスパッ
タ材料の脱離による異常放電を少なくすることができ
る。

【００３３】また、上記真空槽１内は、内部の空間を上
下に分断するべく仕切り板１１が配設される。これによ
り、該仕切り板１１の上方側の空間が遮蔽され、上記タ
ーゲット１０ａ，１０ｂ，１０ｃよりたたき出された原
子は該仕切り板１１の下方側を上記クーリングキャン４
の外周面に沿って走行する磁気記録媒体Ｘ上にのみ被着
されるようになされるので、効率良く膜形成を行うこと
ができる。

【００３４】そこで、このような構成を有するスパッタ
リング装置を使用して、以下のようにして蒸着テープを
作製した。

【００３５】先ず、厚さ１０μｍのポリエチレンテレフ
タレートからなるベースフィルム上に斜め蒸着（入射角
は４５°とした。）によりＣｏ₈₀Ｎｉ₂₀（数値は組成比
を表す。）合金からなる金属磁性薄膜を膜厚が０．２μ
ｍとなるように形成して単層膜からなる磁性層を設け
た。

【００３６】続いて、上記図１に示すスパッタリング装
置にてＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、上記金
属磁性薄膜上に膜厚１０ｎｍのカーボン膜を形成した。
このスパッタリングを行うに際し、成膜条件は下記に示
す通りとした。

【００３７】ガス圧 ： ０．６Ｐａ 基板間距離 ： ８０ｍｍ 投入パワー ： １０Ｗ／ｃｍ² 更に、通常のＨｉ８用メタルテープにおいて使用される
方法により表面潤滑剤層を塗布形成した後、バックコー
トを施してサンプルテープを得た。

【００３８】以上のように、一対のガス導入管の先端が
ターゲットの幅方向両端位置に相対向するように配置さ
れたスパッタリング装置を使用して保護膜形成を行った
場合（実施の形態とする。）、及び比較用として、図３
に示すようにＡｒガスを導入するガス導入管１３がカソ
ード１４上に載置されたターゲット１５の長さ方向と平
行して該ターゲット１５の上部に配設されてなる従来の
スパッタリング装置（このスパッタリング装置におい
て、Ａｒガスは、上記ガス導入管１３の先端部１３ａよ
り上記ターゲット１５の外方に向かって供給されるかた
ちとなる。）を使用した場合（比較例とする。）につい
て、保護膜成膜時における異常放電の発生状況及び得ら
れた磁気テープのドロップアウト特性をそれぞれ調べ
た。

【００３９】異常放電は、保護膜成膜時の電圧又は電流
が２０％変動した回数により評価した。

【００４０】ドロップアウト特性は、ソニー社製のビデ
オデッキＥＶ−Ｓ９００（商品名）にて白５０％の信号
を記録し、ＲＦ再生出力において−１６ｄＢ、１０μ秒
以上のドロップアウトをカウントした値とした。

【００４１】この結果を下記表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示すように、比較例では、保護膜を
形成する際に、スパッタリングされた材料が磁気記録媒
体上のみならず、ガス導入管の側面にも付着するので、
長時間スパッタリングを行った場合には、該ガス導入管
への付着物の落下により異常放電が頻繁に起こり、得ら
れた媒体においてもドロップアウトの発生が非常に多か
った。

【００４４】これに対して、本実施の形態では、ターゲ
ットの両サイドからＡｒガスを導入することにより、ガ
ス導入管がターゲットの上部に配されていない構成とさ
れるので、該ガス導入管に付着した付着物の脱落による
異常放電が著しく減少され、良好なドロップアウト特性
が得られることが判った。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、基体上に膜を形成する際に、ターゲットの
両サイドからガス導入管を介してＡｒガスを導入してい
るので、前記ガス導入管の側面に付着した付着物が落下
することによって発生する異常放電を抑えることができ
る。従って、本発明のスパッタリング装置を用いて、非
磁性支持体上に形成された磁性層上に保護膜を形成すれ
ば、ドロップアウトが減少し、製品の品質の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用して磁気テープを製造するに際
し、保護膜の成膜時に使用したスパッタリング装置の一
構成例を示す模式図である。

【図２】ターゲット上に供給される不活性ガスのガス導
入管の一構成例を示す要部拡大斜視図である。

【図３】従来のスパッタリング装置におけるガス導入管
の一構成例を示す要部拡大斜視図である。

【符号の説明】 Ｘ 磁気記録媒体 １ 真空槽 ２，３ 排気口 ４ クーリングキャン ５ 供給ロール ６ 巻取ロール ９ａ，９ｂ，９ｃ カソード １０ａ，１０ｂ，１０ｃ ターゲット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバと、基体の走行系と、前記
   基体と対応する幅を有するターゲットとを備え、 先端からアルゴンガスを吹き出す一対のガス導入管が前
   記ターゲットの幅方向両端位置に前記先端が相対向する
   ように配置されていることを特徴とするスパッタリング
   装置。
2. 【請求項２】 基体が金属薄膜が磁性層として形成され
   た磁気記録媒体であり、ターゲットが耐摩耗性材料であ
   ることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装
   置。
3. 【請求項３】 ガス導入管の先端がターゲット上から外
   れた位置となるように配置されていることを特徴とする
   請求項１記載のスパッタリング装置。